Um motor térmico recebe 1100 calorias de uma fonte quente mantida a 227 ^circ C e transfere parte dessa energia para o meio ambiente a 25^circ C. Qual o trabalho máximo, em calorias, que se pode esperar desse motor?

Passo 1

Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um motor térmico que recebe 1100 calorias de uma fonte quente a 227 ^circ C e transfere parte dessa energia para o ambiente a 25^circ C. Precisamos descobrir qual é o trabalho máximo que esse motor pode realizar. Para isso, vamos usar os conceitos de eficiência de um motor térmico, especificamente a eficiência de Carnot, que nos dá o limite máximo de eficiência para qualquer motor térmico operando entre duas temperaturas.

Passo 2

Primeiro, precisamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, já que as fórmulas de eficiência térmica usam a escala Kelvin. A conversão é feita adicionando 273 à temperatura em Celsius.
Tquente = 227 + 273 = 500, K
Tfria = 25 + 273 = 298, K

Passo 3

Agora, vamos calcular a eficiência máxima possível usando a fórmula da eficiência de Carnot:
eta = 1 - TfriaTquente
Substituindo os valores:
eta = 1 - 298500 = 1 - 0,596 = 0,404 ou 40,4%

Passo 4

Com a eficiência calculada, podemos determinar o trabalho máximo que o motor pode realizar. A relação entre o trabalho realizado ( W), a eficiência ( eta) e o calor recebido da fonte quente ( Qquente) é dada por:
W = eta times Qquente
Substituindo os valores:
W = 0,404 times 1100, cal = 444,4, cal

Resposta

O trabalho máximo que se pode esperar desse motor é de aproximadamente 444,4 calorias.

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